Page 58 - ebook

서울물 Seoul Water
재생시설공단 Recycling Corporation
기술리포트 Technology Report
58 서울시 물산업 혁신기술 R&D 시범사업 실증화 기술 소개 2021 12월호_Vol.1 2021 12월호_Vol.1 박상호(서울물재생시설공단 물재생연구소) 59

실증 제안기술 개요 실증 제안기술 개요

● 협잡물 건조 기술 ● 수소 생산 기술
- 건조효율이 우수하고 비교적 균일한 수분 분포를 갖는 건조물을 생산하며, 배가스와 분진 발생량 - 건조된 협잡물은 무산소 조건으로 운영되는 가스화기에 투입되어 수증기개질을 통해
이 적고 화재 발생의 위험이 낮아 운전이 용이한 간접 가열 디스크 방식에 악취 저감시설을 설치하 적용사례 H 2 , CO 및 CH 4 를 포함하는 청정한 합성가스를 생산함
여 악취 발생을 최소화함 - 가스화 기술은 다양한 방식으로 분류될 수 있는데, 비균질적인 조성을 가진 원료에 적용 가능

● 건조화 설비는 20ton/d 규모로, 혼합-건조-파쇄-냉각 공정을 거쳐 건조함 한 가스화 기술로는 유동상(fluidized) 방식과 플라즈마(plasma) 방식으로 구분함
- 일반적으로 건조 장치는 열전도를 이용하는 간접 가열 방식이 유리한데, 간접 가열디스크 방식 - 플라즈마 방식은 높은 초기 투자비용 및 유지관리 비용으로 경제성이 낮을 뿐만 아니라, 합성가스
은 건조효율이 우수할 뿐만 아니라, 비교적 균일한 수분 분포를 갖는 건조물을 생산할 수 있으 의 생산성이 불균일한 반면, 유동상 방식은 초기투자비용과 유지관리 비용이 저렴하고 열적 안정
며, 배가스와 분진 발생량이 적고 운전이 용이하며, 화재 발생의 위험이 낮은 장점을 가지고 있음 도가 우수하여 합성가스의 생산성이 균일한 장점을 가지고 있음
- 특히 스팀을 이용한 간접열 가열방식으로 협잡물의 함수율을 20%이하로 건조시키는 고효율 비등 - 유동상 방식 중 가스화 및 CO 2 저감을 동시에 달성하여 합성가스 내 수소함량을 증가시킬 수 있
변 피치 디스크 건조기는 기존의 등변피치형 디스크 건조기에 비해 디스크 간의 혼합 전도 전열 효 는 반응기로 이중유동층(dual fluidized bed) 형태의 반응기가 있음
과가 우수하여 시설이 컴팩트함 - 현존하는 모든 가스화 기술의 문제는 가스화되지 않고 고온에서 발생하는 응축성의 유기화학물질

- 건조 공정에서 발생된 고온 배가스(110℃)로부터 폐열을 회수하여 건조기에 투입되기 전의슬러지 인 타르(tar)가 발생
를 비등점(100℃)이상으로 예열하는 설비를 추가하여 배가스로 버려지던 폐열을 회수해 건조 에 - 타르는 합성가스 내 포함되어 이동하는 과정에서 응축되어 배관의 막힘, 후단공정의 효율저하 등
너지를 절감할 수 있음 과 같은 문제를 발생 원인으로 알려져 이를 최소화하거나 반드시 제거해야 함
- 또한 건조 공정에서 발생된 배가스 상의 수분을 냉각수관을 이용하여 응축시켜 가스로부터 수분 - 따라서, 협잡물 건조물 가스화를 통한 고품질 합성가스 생산을 위해 이중유동층 형태의 반응기
을 분리하고, 배가스의 80~90%는 건조기의 캐리어 에어로 재순환하여 사용해 악취가스의 발생 와 고온에서 발생하는 타르를 저감하기 위한 in-situ tar reforming 기술이 적용된 합성가스 생
주요내용 기대효과
을 최소화 산 기술을 개발함
- 건조 배가스중에 함유된 분진을 제거하여 예열 설비의 열교환면 오염을 방지하여 열교환 효율 - 이를 활용해 유동매체와 원료의 접촉을 극대화하여 열적 안정성을 유지함으로써 수소 함량이 높

의 저하를 방지하여 에너지 비용을 절감할 수 있음 은 고품질의 합성가스를 안정적으로 생산할 수 있음

[그림 3] in-situ tar reforming 기술 [그림 4] 이중유동층 가스화기 파일럿 플랜트

[그림 2] 협잡물 건조설비 공정도